《感受空气》教学设计-2026-2027学年教科版（新教材）小学科学四年级上册

《感受空气》教学设计-2026-2027学年教科版（新教材）小学科学四年级上册一、学情分析四年级学生已经具备基础的科学观察与动手探究能力，在低年级学习中对空气有模糊的生活化认知，知道我们的生活离不开空气、空气看不见摸不着，但尚未形成系统、规范的科学概念。学生具象思维占主导，擅长通过动手实验、直观现象获取知识，对趣味探究活动积极性极高，但抽象概括能力薄弱，无法自主总结空气的核心特征，容易将“看不见”等同于“不存在”，对空气的流动性、无固定形状、无处不在等性质认知片面。同时，学生小组合作探究的规则意识初步建立，但存在实验操作随意、观察不细致、不会规范记录实验现象、难以用科学语言表达发现的问题。此外，学生能够区分固体、液体的明显特征，却无法对比空气与水、石头的差异，不清楚空气是真实存在的物质。本课依托简单易操作的生活化实验，贴合学生认知水平，通过感官体验突破认知误区，帮助学生从生活感知上升为科学认知，适配四年级学生的学习特点与探究能力。二、教材分析《感受空气》是教科版四年级上册第一单元《空气》的开篇起始课，是整个单元的启蒙奠基课程，承担着唤醒学生空气认知、建立基础科学概念、铺垫后续探究内容的核心作用。本单元整体教学逻辑为：感知空气存在与基本特征→探究空气占据空间→探究空气占据空间的可变性，层层递进构建空气的完整知识体系。本课教材内容编排贴合新课标探究式学习理念，遵循“生活感知—实验探究—特征总结—对比拓展”的科学学习逻辑。教材开篇结合生活场景，引导学生寻找身边的空气，证明空气真实存在；核心环节设计了塑料袋抓空气、吹气泡、扇风感受气流、传递空气等趣味探究活动，引导学生通过眼、手、肤等多种感官感受空气；教材正文明确梳理空气无色、无味、透明、会流动、无固定形状、无处不在的核心特征；最后设置对比探究板块，引导学生区分空气与固体、液体的异同，为后续两课空气占据空间的深度探究筑牢基础。教材全部素材均来源于学生日常生活，实验器材简单易得、操作安全便捷，弱化复杂理论，侧重体验式探究，符合小学中年级科学教学“做中学”的核心要求，能够有效激发学生的科学探究兴趣，培养初步的观察、归纳与表达能力。三、核心素养教学目标科学观念知道空气是真实存在的物质，广泛分布在我们周围，无处不在；掌握空气无色、无味、透明、会流动、没有固定形状、质量极轻的基本特征；了解空气是生命生存的必要条件，动植物和人类的生活都离不开空气；能够初步区分空气与固体、液体的不同特点。科学思维能通过观察实验现象、梳理探究过程，归纳总结空气的基本特征；学会用对比思维区分空气、水、石头的形态差异；能够基于实验证据纠正“看不见就是不存在”的错误认知，建立基于证据的科学思维方式。探究实践能利用塑料袋、扇子、气球、水杯等简单器材，自主设计并完成感受空气的探究实验；能细致观察实验现象，准确记录自己的发现；能主动参与小组合作探究，规范完成实验操作，清晰表达实验过程与探究结论。态度责任保持对空气探究的好奇心与求知欲，乐于参与科学实验活动；养成细致观察、严谨求证、合作互助的科学探究习惯；认识空气对生命的重要意义，树立爱护空气、保护环境、绿色生活的初步意识。四、教学重难点教学重点通过多元实验探究，感知空气真实存在，熟练掌握空气的基本物理特征；能够结合生活现象举例说明空气的特点。教学难点基于实验现象归纳概括空气的抽象特征，理解“看不见、摸不着的空气是真实物质”；精准区分空气与固体、液体的核心差异。五、教学过程情境导入：生活设问，激趣揭题教师结合生活场景创设问题情境，开展全员师生互动问答，贴合教材开篇生活素材。师：同学们，我们每天都在呼吸，时时刻刻都离不开一种物质，它看不见、摸不着、闻不到，但是没有它我们无法生存，大家猜猜这是什么物质？生：空气！师：大家都知道空气就在我们身边，那谁能说一说，你平时是怎么感受到空气存在的？生活中有哪些现象能证明空气存在？生1：刮风的时候，树叶晃动、头发飘动，就是空气在流动。生2：吹气球的时候，气球鼓起来，就是装进了空气。生3：跑步的时候能感觉到有风，风就是空气。师：大家的生活观察非常细致！教材开篇提到，空气包围着我们的地球，充满世间各个角落，是我们最熟悉也最容易被忽略的物质。很多同学只是听过空气，却没有真正科学地认识空气。今天我们就通过亲手实验、亲身感受，一起学习新课《感受空气》，解锁空气的秘密。（板书课题）设计意图：依托学生熟悉的生活现象设问，唤醒学生已有生活经验，快速聚焦课堂主题，激发学生探究兴趣，同时精准把握学生前置认知，为后续科学探究做好铺垫。新知探究一：感官体验实验，证明空气真实存在（教材核心活动一）教师带领学生研读教材第一板块探究活动内容，明确实验任务、操作要求与观察重点，组织学生以4人小组为单位开展分组实验，全程穿插师生互动、现象提问、要点讲解。师：教材为我们设计了简单的感受空气实验，我们先来完成第一个基础实验：用透明塑料袋捕捉空气。请大家拿出塑料袋，张开袋口，在空中快速挥动，然后握紧袋口，仔细观察、亲手触摸，说说你发现了什么？学生动手操作实验，小组内观察交流，随后教师随机点名提问。生1：挥动塑料袋后，袋子鼓起来了，里面装满了东西。生2：用手捏鼓鼓的袋子，能感觉到软软的、有阻力，松开手空气就跑掉了。师：大家观察得非常准确！袋子里没有水、没有石头，却能鼓起来，这个占据袋子空间的物质就是空气。这就证明了空气是真实存在的物质。接下来大家慢慢松开袋口，感受空气流出的感觉。生：松开袋子能感觉到凉凉的气流，空气跑出来了。师：这个现象说明空气有什么特点？结合教材正文内容思考回答。生：空气会流动！教师逐句讲解教材对应正文知识点：空气是透明、无色的物质，我们无法用眼睛直接看见；空气没有固定的形状，会随着容器的形状改变，能够自由流动，充满所有空余空间。教师继续补充互动实验：请大家用扇子对着自己扇动，再次感受空气的流动，说一说身体的感受。生：扇扇子有风，凉凉的，能明显感觉到空气在流动。设计意图：严格依托教材基础探究活动，通过简单易操作的分组实验，让学生通过视觉、触觉直观感知空气的存在与流动性，将抽象的科学概念转化为具象的实验现象，突破“空气看不见就不存在”的认知误区。新知探究二：多元实验探究，归纳空气完整特征（教材核心活动二）教师结合教材第二板块探究内容，开展气球充气、传递空气实验，引导学生全面归纳空气核心特征，层层递进开展师生问答与小组研讨。师：我们已经知道空气真实存在、会流动，接下来我们通过吹气球实验，继续探究空气的更多特点。请大家吹起气球，观察气球的变化，思考：气球为什么会变大？生：我们把空气吹进气球里，空气填满了气球，气球就鼓起来了。师：如果我们把吹好的气球捏成圆形、椭圆形、长条形，空气的形状会跟着改变吗？这说明空气有没有固定形状？生：空气的形状会跟着气球改变，空气没有固定的形状。师：大家闻一闻、尝一尝气球里的空气，说说空气有味道、有颜色吗？生：空气没有颜色、没有味道，也没有气味。教师结合教材原文总结空气基础特征：空气无色、无味、透明、无固定形状、会流动、无处不在。随后教师组织教材拓展活动：小组传递空气。将装满空气的塑料袋在小组内传递，平稳移动不撒漏空气，感受空气可以被收集、可以流动、能够占据一定空间的特点。师：在传递空气的过程中，大家发现空气重不重？搬运装满空气的袋子费力吗？生：一点都不费力，空气特别轻。师：教材明确指出，空气的质量非常轻，这也是空气区别于水、石头的重要特点。设计意图：依托教材系列探究活动，通过递进式实验与问答，引导学生自主观察、自主总结，完整梳理空气的物理特征，培养学生的实验观察能力与科学归纳能力，落实科学思维与探究实践核心素养。新知探究三：对比辨析，区分空气、固体与液体（教材研讨板块）教师结合教材研讨问题，出示石头、水、空气三种物质，组织学生小组讨论，完成对比辨析，通过表格梳理知识点，清晰突破认知难点。师：我们之前学习过，石头是固体、水是液体，今天学习的空气是气体。请大家结合本节课实验发现，对比三种物质的特点，完成课堂对比表格。物质类型是否有固定形状是否会流动质量特点石头（固体）有固定形状不会流动质量较重水（液体）无固定形状会流动有一定质量空气（气体）无固定形状会流动质量极轻小组讨论结束后，师生共同核对表格内容，教师结合教材知识点答疑辨析。师：通过对比我们可以发现，空气和水一样没有固定形状、会流动，但空气的质量远远轻于水；空气和石头差异最大，形状、流动性、质量都完全不同。这也是空气最核心的辨识特点。师：结合生活想一想，为什么风可以吹动树叶、吹动风车？生：因为空气会流动，流动的空气就形成了风。设计意图：利用表格可视化对比，帮助学生理清不同物质的形态差异，突破本课教学难点，培养学生对比分析、归纳梳理的科学思维，深化对空气特征的理解。拓展延伸：空气与生命的关系教师带领学生研读教材拓展板块内容，结合生活案例讲解空气的重要作用。师：教材告诉我们，空气是生命赖以生存的重要物质。请大家说一说，人类、动物、植物都需要空气做什么？生1：人类和动物需要呼吸空气，没有空气就无法生存。生2：植物需要空气进行生长，帮助自身发育。师：除此之外，生活中的燃烧、风车发电、风筝飞行等现象，都离不开空气的作用。干净的空气能保障生命健康，因此我们要主动保护空气环境，拒绝污染空气。设计意图：结合教材拓展内容，实现科学知识与生活价值的融合，落实态度责任核心素养，引导学生树立保护环境、爱护空气的科学意识。六、课堂小结师生共同梳理本节课核心知识点，回扣教材全文内容，系统梳理知识体系：本节课我们通过多元实验，证实了空气是真实存在的物质，全面掌握了空气的核心特征：无色、无味、透明、无固定形状、会流动、无处不在、质量极轻；学会了区分空气、水、石头三种不同形态的物质；了解了空气是生命生存的基础，与人类生活、自然环境息息相关。同时掌握了通过实验观察、证据求证的科学探究方法，为后续探究空气占据空间的特点打下了坚实基础。后续我们将进一步深入探究空气的神奇特性，解锁更多空气的科学奥秘。《空气能占据空间吗》教学设计-2026-2027学年教科版（新教材）小学科学四年级上册学情分析通过上一节课《感受空气》的学习，四年级学生已经明确空气真实存在，掌握了空气无色、会流动、无固定形状等基础特征，具备初步的实验观察与小组探究能力，为本课学习奠定了知识与能力基础。但学生的认知仍存在明显局限：学生普遍认为只有看得见的固体、液体才能占据空间，对于看不见的空气能否占据空间存在强烈的认知疑惑，无法理解“无形物质占据空间”的科学原理，这是本课核心认知障碍。四年级学生好奇心强，对反差性、趣味性实验探究兴趣浓厚，愿意动手操作、主动思考，但逻辑推理能力较弱，难以将实验现象与科学原理建立关联，容易只关注实验趣味，忽略现象背后的科学本质。同时，学生实验操作的严谨性不足，在密闭实验操作中容易出现漏气、操作不规范等问题，导致实验现象不明显。本课需要通过密闭性对照实验、阶梯式问答、现象推理，引导学生基于证据得出结论，突破认知误区，培养学生的逻辑推理与实证思维。教材分析《空气能占据空间吗》是第一单元《空气》的第二课时，属于单元核心探究课，承接第一课空气基础特征，衔接第三课空气占据空间可变性，是单元知识体系的关键中枢。本课核心教学价值是帮助学生建立“空气占据空间”这一核心科学概念，是后续学习空气压缩、空气流动、大气压力等知识的基础。教材编排严格遵循新课标探究式学习流程，以“提出问题—猜想假设—实验验证—得出结论—拓展应用”为核心逻辑。教材开篇直接抛出核心探究问题：看不见的空气能不能占据空间？引发学生认知冲突；核心环节设计两个经典对照实验：杯底纸巾不湿实验、水底打气浮球实验，通过密闭与开放的对比操作，直观呈现空气占据空间的现象；教材正文详细解读实验原理，明确空气和水、石头一样，都能占据空间，所有物质都会占据一定空间；最后设置生活拓展板块，结合吹气球、水杯倒水等生活现象，引导学生运用新知解释生活问题，实现学以致用。教材实验设计经典、现象直观、逻辑严谨，通过对照实验排除干扰，让抽象的空间概念具象化，精准适配四年级学生的认知水平，重点培养学生的实证意识与逻辑推理能力，凸显小学科学“以实验为基础”的学科特点。核心素养教学目标（对标最新科学新课标）科学观念明确空气和固体、液体一样，能够占据一定的空间，这是空气的核心基本性质；理解密闭环境中空气占据空间会阻挡其他物质进入；能够运用“空气占据空间”的科学原理解释生活中的常见现象。科学思维能够针对核心问题做出合理猜想，通过对照实验现象进行逻辑推理，自主归纳得出科学结论；学会区分对照实验中的变量与不变量，初步建立对比探究、证据推理的科学思维模式。探究实践能规范完成教材中的纸巾不湿、水底打气两组对照实验，熟练掌握密闭实验的操作要点；能细致观察、准确记录实验现象，对比分析不同操作下的现象差异，独立梳理实验结论；能规范开展小组合作，分工完成实验、观察、记录、汇报等任务。态度责任养成大胆猜想、严谨实验、尊重证据、实事求是的科学探究态度；乐于用所学科学知识解释生活现象，感受科学与生活的紧密联系，增强科学探究的成就感与积极性。教学重难点教学重点通过对照实验验证空气可以占据空间，掌握空气占据空间的核心科学概念；能结合实验现象准确阐述实验原理。教学难点理解密闭环境下空气占据空间的作用原理，能够将实验现象与科学原理精准关联；运用新知自主解释生活中的空气占据空间现象。教学过程复习导入，设问激趣，引发认知冲突教师通过师生问答复习上节课核心知识，衔接新课内容，结合教材导入问题创设认知冲突。师：上节课我们认识了空气的基本特征，谁能简单说一说空气有哪些特点？生：空气无色、无味、透明、会流动、没有固定形状、无处不在。师：我们知道石头、水都能占据空间，把石头放进水杯，水面会上升，这就是石头占据了水的空间。那大家大胆猜想一下，看不见的空气，能不能占据空间？生1：不能，空气看不见，不会占地方。生2：应该可以，吹气球的时候空气占了气球的空间。师：大家的猜想各不相同，到底空气能不能占据空间？今天我们就通过教材的经典科学实验，用实验证据验证猜想，学习新课《空气能占据空间吗》。（板书课题）设计意图：复习旧知夯实基础，通过开放性设问引发学生认知冲突，激发学生探究欲望，让学生带着问题进入实验探究，培养大胆猜想的科学探究意识。新知探究一：纸巾不湿对照实验，初步验证空气占据空间（教材核心实验一）教师详细解读教材第一个核心实验的器材、步骤、观察要点，强调对照实验的操作规范，组织小组实验，全程互动答疑、现象分析、原理讲解。师：教材为我们设计了第一个对照实验，实验器材有透明水杯、纸巾、水槽、清水。请大家仔细阅读教材实验步骤，第一步将纸巾紧紧塞在杯底，保证纸巾不会掉落；第二步将杯子竖直倒扣压入水底；第三步缓慢竖直取出杯子，观察纸巾状态。学生分组规范操作实验，仔细观察现象，小组内交流讨论，教师巡视指导，纠正不规范操作。师：请大家说一说，竖直倒扣入水后，杯底的纸巾有没有湿？生：纸巾完全是干的，一点都没有湿。师：大家非常疑惑，水明明已经没过了杯口，为什么纸巾不会被水浸湿？结合本节课探究主题思考原因。生：杯子里有空气，空气挡住了水，水进不去杯子。教师结合教材原文逐句讲解原理：杯子内部并不是空的，里面充满了空气，空气占据了杯子内部的全部空间。当杯子竖直密闭入水时，空气无法流出，牢牢占据杯内空间，阻挡了水的进入，因此杯底的纸巾不会被浸湿。师：接下来我们做对照操作，将杯口倾斜入水，大家再次观察现象。学生操作后汇报：杯口倾斜后，水里冒出气泡，纸巾很快就湿了。师：气泡是什么？为什么纸巾会变湿？生：气泡是杯子里的空气跑出来了，空气跑走后，水就占据了杯子的空间，浸湿了纸巾。教师总结对照实验结论：密闭状态下，空气占据杯内空间，阻挡水进入；开放状态下，空气流出，水占据空间，充分证明空气可以占据空间。设计意图：依托教材经典对照实验，通过正反两组现象对比，直观呈现空气占据空间的现象，让学生通过亲眼观察、自主推理得出结论，落实探究实践与科学思维素养，突破本课核心重点。新知探究二：水底打气实验，深化空气占据空间认知（教材核心实验二）教师解读教材第二个拓展实验，讲解实验器材与操作流程，引导学生进一步验证新知，深化原理理解。师：为了进一步验证结论，我们完成教材第二个实验：水底打气浮球实验。将带孔塑料球沉入水底，用注射器向球内打气，观察小球的变化。学生分组实验，观察现象后汇报：向球内打气后，小球慢慢浮出水面，球内进入了空气。师：为什么打入空气后，小球会浮出水面？生：打入的空气占据了小球内部的空间，把水挤了出去，小球变轻就浮起来了。教师结合教材知识点深化讲解：空气进